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力电综合测试题力电综合测试题 本卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 满分 100 分 考试时间 90 分钟 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有的小 题只有一个选项符合题目要求 有些小题有多个选项符合题目要求 全部选对的得 4 分 选 不全的得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 某理想变压器原 副线圈的匝数比为 原线圈 ab 间所接电源电压按图所示规 律变化 副线圈接有负载电阻 电流表的示数为 5 5A 则下列判断正确的是 A 副线圈两端输出的电压为 36 2V B 原线圈中的电流为 0 9A C 变压器的输入 输出功率之比为 D 原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u 220 2sin100t V 答案 B 解析 原线圈电压有效值 U1 220 2 2 220V 副线圈两端输出电压 U2 9 55U1 36V A 错误 原线圈中电流 I1 9 55 5 5 0 9A B正确 理想变压器输入 输出功率相等 C 错 误 由图可知 Um 220 2V 2 T 100 代入 u Umsin t 得 u 220 2sin100 t V D 错误 2 在 2008 年北京奥运会上 比利时选手埃勒博第一跳轻松跃过 2 05 米的横杆 凭借 这一成绩获得北京奥运会女子跳高冠军 假设埃勒博体重为 m 50kg 忽略空气阻力 g 取 10m s2 则下列说法正确的是 A 埃勒博下降过程处于失重状态 B 埃勒博起跳以后在上升过程处于超重状态 C 埃勒博起跳时地面对她的支持力大于她的重力 D 起跳过程地面对埃勒博至少做了 1025J 的功 答案 AC 解析 埃勒博上升和下降过程中其加速度为 g 处于完全失重状态 所以 A 正确 B错 误 而当埃勒博起跳时 她具有向上的加速度 处于超重状态 所以 C 正确 由做功的定 义可知做功不但要有力 还得使物体在力的作用下移动一段距离 从而可知 D 是错误的 3 如图所示 a c b 为同一条电场线上的三点 c 为 ab 中点 a b 电势分别为 a 5V b 3V 则 A c 点的电势一定为 4V B a 点的场强一定比 b 点的场强大 C a 点的场强与 b 点的场强一定相等 D 正电荷从 c 点运动到 b 点电势能一定减少 答案 D 解析 由图中无法判断出各处场强的大小 B C 错误 只有当电场为匀强电场时 c 点电势 c 4V 本题无法判断出电场是何种形式的 A 错误 沿着电场线方向电势是降低 的 因为 a b 所以电场线方向由 a 指向 b 从而可知 c b 由公式 W qU 可知 正电 荷从 c 点运动至 b 点电场力做正功 电势能减少 D 正确 4 在奥运比赛项目中 高台跳水是我国运动员的强项 质量为 m 的跳水运动员进入水 中后受到水的阻力而做减速运动 设水对他的阻力大小恒为 F 那么在他减速下降高度为 h 的过程中 下列说法正确的是 g 为当地的重力加速度 A 他的动能减少了 Fh B 他的重力势能增加了 mgh C 他的机械能减少了 F mg h D 他的机械能减少了 Fh 答案 D 解析 由能量守恒可知 运动员进入水中后机械能减少了 Fh 所以 D 正确 A B C 错误 5 2009 年 2 月 11 日 一颗美国商业卫星与一颗俄罗斯废弃的军用通信卫星在俄罗斯 的西伯利亚北部上空 790km 处发生碰撞 两颗卫星的质量分别为 450kg 和 560kg 若近似认 为这两颗卫星的轨道为匀速圆周运动轨道 且相撞前两颗卫星都在各自预定的轨道上运行 则关于这两颗卫星的描述正确的是 A 这两颗卫星均为地球同步卫星 B 这两颗卫星的运行速度均大于 7 9km s C 这两颗卫星的运行周期是相同的 D 这两颗卫星的向心加速度的大小是相同的 答案 CD 解析 地球同步卫星在赤道上空和地球同步转动 与地面相对静止 所以同步卫星不 可能相撞 A 错 由万有引力提供向心力可得卫星的运行速度 v GM R h 由于 R h R 所以 v 7 9km s B错 由于卫星高度相同 线速度 v 相同 T 2 R h v 也相同 C 对 向 心加速度 a v2 R h GM R h 2 可得 a 相同 D 对 6 直导线 ab 放在如图所示的水平导体框架上 构成一个闭合回路 长直导线 cd 和框 架处在同一个平面内 且 cd 和 ab 平行 当 cd 中通有电流时 发现 ab 向左滑动 关于 cd 中的电流下列说法正确的是 A 电流肯定在增大 不论电流是什么方向 B 电流肯定在减小 不论电流是什么方向 C 电流大小恒定 方向由 c 到 d D 电流大小恒定 方向由 d 到 c 答案 B 解析 由楞次定律可知 当 ab 向左滑动时 回路所包围面积增大 即 ab 的运动状态 趋向于使所包围磁通量增大的方向运动 则 a b 内的磁感应强度一定在减小 则 cd 中电流 一定在减小 不论电流是什么方向 B对 A C D 错 7 如图所示 固定的光滑斜面上 重力为 G 的物体在一水平推力 F 作用下处于静止状 态 若斜面的倾角为 则 A F Gcot B F Gtan C 物体对斜面的压力 FN Gcos D 物体对斜面的压力 FN G cos 答案 BD 解析 由题知物体在水平方向和竖直方向上合力为 0 建立如图所示的正交坐标系进 行受力分析可得 FNcos G 和 FNsin F 变形得 F Gtan FN G cos 综上可知 B D 正 确 8 如图所示 A B 两点分别放置电量为 2Q 和 Q 的点电荷 在 AB 连线中垂线上 有 C D 两点 现将一正检验电荷 从 C 点沿直线移到 D 点 在移动过程中 下列判断正 确的是 A 该电荷受到的电场力逐渐增大 B 电荷具有的电势能不变 C 电场力一定做正功 D 该电荷具有的电势能增加 答案 AD 解析 由电场的叠加原理知 2Q 和 Q 的合电场方向与 CD 夹角为钝角 由 C 到 D 电场强度是增强的 所以检验电荷由 C 到 D 所受力电场力逐渐增大 电场力做负功 检验 电荷的电势能增加 综上可知 A D 正确 9 如图 甲 所示 物块 a 放在轻弹簧上 物块 b 放在物块 a 上静止不动 当用力 F 使 物块 b 竖直向上作匀加速直线运动时 在下面所给的四个图象中 能反映物块b 脱离物块 a 前的过程中力 F 随时间变化规律的是 答案 C 解析 设物块 b 于 t1时刻离开物块 a 物块 b 的加速度为 a1 弹簧开始时压缩量为 x1 把物块 a 看成弹簧的一部分 则物块 b 匀加速直线运动位移为 s 1 2a1t 2 0 t t 1 弹簧弹力为 F弹 kx 弹簧压缩量 x x1 s 物块 b 加速度 a1满足 a1 F F弹 mbg mb mb为物块 b 质量 由 式得 F a1mb mbg k x1 1 2a1t 2 0 t t1 由此可知选项 C 图象与 式相符 10 在机场货物托运处 常用传送带运送行李和货物 如图所示 靠在一起的两个质地 相同 质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行 下列说法正确的是 A 匀速上行时 b 受 3 个力作用 B 匀加速上行时 b 受 4 个力作用 C 若上行过程传送带因故突然停止时 b 受 4 个力作用 D 若上行过程传送带因故突然停止后 b 受的摩擦力一定比原来大 答案 A 解析 匀速上行时 以 a b 为整体进行受力分析 有摩擦力 Ff mA mB gcos mAgcos mBgcos FfA FfB 可以判断 a b 之间没有相互作用力 由受力平衡可知 b 受重力 传送带对 b 的支持力和摩擦力三个力作用 A 对 B错 传送带突然停止 a 与 b 有共同的加速度 a gcos gsin 加速度由摩擦力和重力提供 a 与 b 之间依然没有相 互作用 b 受 3 个力作用 C 错 传送带停止后 b 最终静止在传送带上时 b 受到的摩擦 力与原来相同 D 错 第 卷 非选择题 共 60 分 二 填空题 本大题共 3 小题 共 18 分 把答案直接填在横线上 11 4 分 如图游标卡尺的读数为 mm 螺旋测微器读数为 mm 答案 1 20 30mm 2 6 125 6 122mm 12 6 分 中国用长征运载火箭成功的发射了 探测二号 卫星 如图所示 是某监测系统每隔 2 5s 拍摄的关于火箭起始匀加速阶段的一组照片 已知火箭 的长度为 40m 用刻度尺测量照片上的长度 结果如图所示 火箭的加速度 a m s2 火箭在照片中第 2 个像所对应时刻的瞬时速度大小 v m s 答案 8 42 解析 由图可知第一个图像与第二个图像相距 s1 4 40 2 80 m 第二个 图像与第三个图像相距 s2 130m 由公式 s aT2可知 a s2 s1 t2 130 80 2 5 2 8 m s 2 第 2 个图像对应时刻的瞬时速度 v s1 s2 2t 130 80 2 2 5 42 m s 13 8 分 在 测定金属丝的电阻率 实验中 用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度 的位置如图所示 1 从图中可读出金属丝的直径为 mm 2 在用伏安法测定金属丝的电阻时 金属丝的电阻约为 20 除被测金属丝外 还有如 下实验器材供选择 A 直流电源 电动势约 12V 内阻很小 B 电流表 A1 量程 0 0 6A 内阻约为 0 5 C 电流表 A2 量程 0 3 0A 内阻约为 0 1 D 电压表 V 量程 0 3V 内阻约为 10k E 滑动变阻器 R 最大阻值 20 F 开关 导线若干 为了提高实验的测量精度 在可供选择的器材中 应该选用的电流表是 填 A1 或 A2 3 根据所选的器材 在虚线框中画出完整的实验电路图 要求电阻丝上的电压从零开始 变化 答案 1 0 520 0 522 2 A1 3 实验电路如下图所示 解析 1 略 2 回路中电流大约为 I 12 20A 0 6A 显然用 A1 测得的电流值更精确 3 略 三 论述计算题 本题共 4 小题 共 42 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要 演算步骤 只写出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 14 10 分 如图所示 一玩滚轴溜冰的小孩 可视作质点 质量为 m 30kg 他在左侧平 台上滑行一段距离后做平抛运动 恰能无碰撞地沿圆弧切线从 A 点进入光滑竖直圆弧轨道 并沿轨道下滑 A B 为圆弧两端点 其连线水平 已知圆弧半径为 R 1 0m 对应圆心角 为 106 平台与 AB 连线的高度差为 h 0 8m 计算中取 g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 小孩做平抛运动的初速度 2 小孩运动到圆弧轨道最低点 O 时对轨道的压力 答案 1 3m s 2 1290N 解析 1 由于小孩无碰撞进入圆弧轨道 即小孩落到 A 点时速度方向沿 A 点切线方 向 则 tan vy v0 gt v0 tan53 又由 h 1 2gt 2 得 t 2h g 0 4s 而 vy gt 4m s 解得 v0 3m s 2 设小孩到最低点的速度为 vx 由机械能守恒 有 1 2mv 2 x 1 2mv 2 0 mg h R 1 cos53 在最低点 据牛顿第二定律 有 FN mg mv 2 x R 代入数据解得 FN 1290N 由牛顿第三定律可知 小孩对轨道的压力为 1290N 15 10 分 如图所示 虚线上方有场强为 E 的匀强电场 方向竖直向下 虚线上下有磁 感应强度相同的匀强磁场 方向垂直纸面向外 ab 是一根长为 l 的绝缘细杆 沿电场线放置 在虚线上方的场中 b 端在虚线上 将一套在杆上的带正电的小球从 a 端由静止释放后 小 球先作加速运动 后做匀速运动到达 b 端 已知小球与绝缘杆间的动摩擦系数 0 3 小球 重力忽略不计 当小球脱离杆进入虚线下方后 运动轨迹是半圆 圆的半径是 l 3 求带电 小球从 a 到 b 运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值 答案 4 9 解析 小球在沿杆向下运动时 受力情况如图 向左的洛仑兹力 F 向右的弹力 FN 向下的电场力 qE 向上的摩擦力 Ff F Bqv FN F Bqv Ff N Bqv 当小球做匀速运动时 qE Ff Bqvb 小球在磁场中作匀速圆周运动时 Bqvb mv 2 b R 又 R l 3 vb Bql 3m 小球从 a 运动到 b 过程中 由动能定理得 W电 Wf mv 2 b 2 0 W电 qEl Bqvbl B 2q2l2 10m 所以 Wf W电 mv 2 b 2 B 2q2l2 10m mB 2q2l2 2 9m2 2B2q2l2 45m Wf W电 4 9 16 11 分 如图所示 一质量 m 2 0kg 的小物块以某一速度滑上正在运行的足够长的 传送带上 地面观察者记录了物块速度随时间变化的关系如图所示 图中取向右运动的方 向为正方向 已知传送带的速度保持不变 g 取 10m s2 求 1 指出传送带的速度大小及方向 不需说明理由 2 计算物块与传送带之间的动摩擦因数 3 计算 0 2s 内物块与传送带相对滑动过程中产生的热量 Q 答案 1 2m s 方向向右 2 0 2 3 32J 解析 1 由图象可知传送带的速度大小 2m s 方向向右 2 由图象可知 物体在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度 a v t 4 2m s 2 2m s2 由牛顿第二定律可得 F mg 物块与传送带之间的动摩擦因数 ma mg 0 2 3 由图象可知 0 2s 内 L vt 2 0 2m 4 0m 所以传送带所做的功 W FfL 16J